При нагревании образца карбоната кальция часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) углекислого газа. Масса твёрдого остатка составила 41,2 г. Этот остаток добавили к 465,5 г раствора хлороводородной кислоты, взятой в избытке. Определите массовую долю соли в полученном растворе. Ответ запишите с точностью до десятых.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную.
Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 4 баллов.
Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения.
Форма для оценки находится внизу страницы.
Критерии оценки вопроса
Содержание верного ответа и указания по оцениванию (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Баллы
Записаны уравнения реакций Рассчитано количество вещества соединений в твёрдом остатке Вычислена масса соли в полученном растворе Вычислена массовая доля хлорида кальция в растворе
Ответ правильный и полный, содержит следующие элементы • правильно записаны уравнения реакций, соответствующих условию задания; • правильно произведены вычисления, в которых используются необходимые физические величины, заданные в условии задания; • продемонстрирована логически обоснованная взаимосвязь физических величин, на основании которых проводятся расчёты; • в соответствии с условием задания определена искомая физическая величина
4
Правильно записаны три элемента ответа
3
Правильно записаны два элемента ответа
2
Правильно записан один элемент ответа
1
Все элементы ответа записаны неверно
0
* Максимальный балл*
0
Подробное решение
1. Запишем уравнения реакций
CaCO3 = CaO + CO2(1)
Итак из условия задачи следует, что не весь карбонат кальция разложился при нагревании. С соляной (хлороводородной) кислотой будет реагировать как исходное вещество карбонат кальция, так и оксид кальция.
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O (2)
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O (3)
2. Масса твердого остатка 41,2 г- это масса смеси CaCO3 и CaO.. Рассчитаем массу каждого вещества в отдельности.
Приступим к расчетам по реакции 1. 1 моль любого газа = 22,4 литра в нормальных условиях. n(CO2) = V/Vm = 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль CO2 образовалось в реакции. Значит и CaO образовалось 0,2 моль. n(CaO)=0,2 моль M(CaO)=40+16=56 г/моль m(CaO) = n*M = 0,2 моль *56 г/моль =11,2 г. Масса твердого остатка 41,2 из них 11,2 CaO, значит остальное это CaCO3 m(CaCO3)=41,2 г – 11,2 г = 30 г M(CaCO3)=40 г/моль +12 г/моль+3*16г/моль=52+48=100 г/моль n(CaCO3 отаток)=30(г)/ 100(г/моль)= 0,3 моль.
3. Добавляем избыток HCl. Массовая доля CaCl2 в конечном растворе - это масса соли CaCl2 делённая на общую массу раствора. Вообще можно посчитать массу всех конечных веществ в растворе, однако это крайне долго. Помним про закон сохранения масс. Общая масса раствора - это масса избытка раствора кислоты, плюс масса твердого остатка (CaCO3 и CaO), минус углекислый газ покидающий зону реакции.
В реакции номер 2 на 1 моль CaCO3 приходится 1 моль CO2, на 0,3 моль придется 0,3 моль CO2 M(CO2)=12 г/моль+16*2 г/моль = 44 г/моль
m(CO2) реакция 3 = 0,3 моль * 44 г/моль = 13,2 г.
Все общая масса раствора после реакции это m общ = 465,5 г +41,2 г -13,2 г = 493,5 г
4. Найдем массу образовавшийся соли. Соль образуемся в 2-х реакциях. Реакция номер 2. на 1 моль CaCO3 1 моль CaCl2 у нас 0,3 моль CaCO3 , на 0,3 моль CaCO3 соответственно приходится 0,3 моль CaCl2
Реакция номер 3 на 1 моль CaO приходится CaCl2 1 моль CaCl2, на 0,2 моль CaO соответственно должно приходится 0,2 моль CaCl2
Итак из условия задачи следует, что не весь карбонат кальция разложился при нагревании. С соляной (хлороводородной) кислотой будет реагировать как исходное вещество карбонат кальция, так и оксид кальция.
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O (2)
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O (3)
2. Масса твердого остатка 41,2 г- это масса смеси CaCO3 и CaO.. Рассчитаем массу каждого вещества в отдельности.
Приступим к расчетам по реакции 1. 1 моль любого газа = 22,4 литра в нормальных условиях. n(CO2) = V/Vm = 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль CO2 образовалось в реакции. Значит и CaO образовалось 0,2 моль. n(CaO)=0,2 моль M(CaO)=40+16=56 г/моль m(CaO) = n*M = 0,2 моль *56 г/моль =11,2 г. Масса твердого остатка 41,2 из них 11,2 CaO, значит остальное это CaCO3 m(CaCO3)=41,2 г – 11,2 г = 30 г M(CaCO3)=40 г/моль +12 г/моль+3*16г/моль=52+48=100 г/моль n(CaCO3 отаток)=30(г)/ 100(г/моль)= 0,3 моль.
3. Добавляем избыток HCl. Массовая доля CaCl2 в конечном растворе - это масса соли CaCl2 делённая на общую массу раствора. Вообще можно посчитать массу всех конечных веществ в растворе, однако это крайне долго. Помним про закон сохранения масс. Общая масса раствора - это масса избытка раствора кислоты, плюс масса твердого остатка (CaCO3 и CaO), минус углекислый газ покидающий зону реакции.
В реакции номер 2 на 1 моль CaCO3 приходится 1 моль CO2, на 0,3 моль придется 0,3 моль CO2 M(CO2)=12 г/моль+16*2 г/моль = 44 г/моль
m(CO2) реакция 3 = 0,3 моль * 44 г/моль = 13,2 г.
Все общая масса раствора после реакции это m общ = 465,5 г +41,2 г -13,2 г = 493,5 г
4. Найдем массу образовавшийся соли. Соль образуемся в 2-х реакциях. Реакция номер 2. на 1 моль CaCO3 1 моль CaCl2 у нас 0,3 моль CaCO3 , на 0,3 моль CaCO3 соответственно приходится 0,3 моль CaCl2
Реакция номер 3 на 1 моль CaO приходится CaCl2 1 моль CaCl2, на 0,2 моль CaO соответственно должно приходится 0,2 моль CaCl2